我國太陽電池產業六力分析

我國太陽光電產業發展的時間很短，以第一家可以量產太陽電池，也是台灣目前的 龍頭廠商茂迪來看，真正投入太陽光電產品生產是從2000 年開始，且我國政府的有關 再生能源的政策也是到2006 年初才較為明確，所以對台灣而言太陽光電產業尚在起步 階段。從產業結構的角度來看，以中游的太陽電池的產能最大，廠商主要考量乃基於投 資報酬率相較其他產業鏈之廠商高。上游矽材料建廠成本高、期間長、技術要求高，故 投資成本大。矽晶圓廠商主要的成功關鍵在於大量的電力需求以及晶圓切割技術，生產 過程技術要求高，如增加切片數、控制破片率等等，故學習曲線較長。下游系統端需要 鄰近市場，詳細考量價值鏈後端如：運輸、倉儲、售後服務及行銷的部份。

我國太陽電池產業目前屬於寡占競爭的情勢，但就全球產業鏈而言屬於中度競爭情 勢。環顧國內上市櫃及興櫃掛牌公司中，從事太陽電池製造的廠商當中，以上櫃公司茂 迪與益通為主要競爭者，其主要產品皆為結晶矽太陽電池，為茂迪專注於多晶矽太陽電 池生產，益通則著重於單晶矽太陽電池之製造，市場區隔與定位上略有不同，有鑑於2005 年，全球太陽光電需求量持續暢旺，單晶與多晶太陽電池的市場區隔程度則具逐漸不具 顯著。在茂迪與益通紛紛傳出獲利良好的市場訊息後，相關廠商也開始投入太陽電池部 份，如台達電與工研院共同成立的旺能，力晶投資的新日光等等。

由於太陽電池技術發展已久，國際大廠早已佈局於完整產業鏈，過去市場需求不 振，國際大廠在擴產態度並不積極，導致2004 年以來電池供不應求與上游矽晶圓材料 價格飆漲的現象，隨著太陽光電市場的擴大，國際大廠擴產速度加快，致使於全球太陽 光電產業中，上游材料廠商之競爭壓力大增。

1. 矽晶圓太陽電池主要產品技術無太多差異，亦無專利保護。

2. 國內競爭寡，國際競爭者眾且較早投入產業發展，擁有完整的產業佈局。

3. 產業透明度高，短期內廠商享有超額利潤

4. 技術門檻較低，無法跨至如半導體、LED 等其他相關產業 5. 顧客集中度低，廠商間不需以低價產品搶單

5.4.2. 替代品的威脅

太陽電池產品目前還是以矽晶圓太陽電池為主，由於矽晶圓的成本較貴，故現有研 究機構與廠商仍致力於下一代的新太陽電池，追求更低的成本以加速推入市場的腳步。

2005 年在矽材缺貨的情況下，每公斤上漲至 70~80 美元，長期合約價格也上漲 25%。

也因為這個原因而限縮了 2006 年產業的成長空間，故恰好提供薄膜太陽電池(Thin Film Photovoltaic)發揮的舞台。目前全球發展重點有「薄膜太陽電池」、「染料敏化太陽電池」

等。薄膜太陽電池所耗費的矽原料較少，故成本較低廉。但由於薄型化與大尺寸會使電 池產生翹曲，在生產過程中晶片容易碎裂，故採用「印刷」製程以降低破片率。染料敏 化太陽電池運用奈米晶體薄膜科技，用材低廉而創造出成本優勢。仰賴奈米TiO2電極的 結構，故製程需要控制奈米晶體形狀、晶體排列和晶體間界面性質等。該技術目前還停 留在實驗室階段，各研究機構仍致力投入研究，但尚未有顯著成績。目前薄膜太陽電池

（包括薄膜矽、非晶矽、CIS/CdTe等化合物半導體）、有機物太陽電池等作為大功率發 電之商業化技術尚未成熟，但因生產成本較低，且適於大面積製造，預期從2006 年起 乃技術突破的關鍵期，2010 年後市佔率會逐漸增加。

1. 新一代產品技術尚未成熟，轉換效率過低且無法量產

2. 目前矽晶圓太陽電池因為原料不足導致的市場缺口，對於薄膜型太陽電池提供了 成長空間

3. 現有產品成本競爭力低，奈米技術與材料的新應用將加快替代速度

5.4.3. 供應商的議價能力

2004 年後半年至 2005 年開始，有鑑於半導體產業持續穩定成長，及全球太陽電池 市場超乎預期高度成長，導致原料供應不敷需求，矽材缺口浮現需求大增。包括 Hemlock、Siltronic、Sumco 及 Shin-Etsu Handotai 等在內的主要晶圓供應商，均提高了 價格，市場研究公司Sage Concepts 總裁 Rich Winegarner 指出矽晶圓的價格從 2005 年 12 月至 2006 年 4 月已經提高 10%。在多晶矽原料廠擴產速度不及下，太陽光電產業與 半導體產業出現原料的排擠效應，致使2005 年起全球多晶矽原料產品市場處於嚴重供 不應求的熱況，產品價格漲幅高達五成以上。由於上游市場之產能和材料短缺，供需過 度失衡，故多晶矽供應商與太陽級矽晶圓廠商都出現罕見的漲價動作，並且將成本順利

轉嫁至太陽電池製造商，市場成長也因此有趨緩的現象。Solarbuzz LLC 估計，多晶矽 持續短缺預計將限制全球太陽光電市場的成長率，預計2006 年成長率僅能達到 10%。

1. 最上游之矽材供應商由國際少數大廠控制

2. 主要產品以矽晶圓太陽電池為主，原料替代性低 3. 太陽電池與半導體產業有原料的排擠效應

4. 矽晶圓廠商具有向下垂直整合的潛力 5. 上游晶圓供應商家數較下游電池廠家數少

5.4.4. 潛在進入者的威脅

太陽電池技術自1954 年貝爾實驗室推出第一個單晶矽太陽電池，歷經 1970 年代的 石油危機，發展至今已經五十餘年了，就現階段主流產品矽晶圓太陽電池而言，產品的 專利已不具效力，故就製程技術與設備而言，進入門檻低，多數製造商與設備廠商購買 設備，用同樣的機台，同樣的矽晶圓產出產品，同質性高，且因為產業前景看好，現階 段的超額利潤只能維持短期，長期勢必會有更多廠商投入生產。但技術上的障礙藉由優 秀廠商生產技術團隊的能量高而建立。根據Joe Bain(1956)提出三個進入障礙的主要來 源：品牌忠誠度、絕對成本優勢、規模經濟。太陽電池由於產品生命週期長，故產業講 求長期合最關係，產品能維持高效率且與好品質，勢必可以強化其品牌忠誠度。根據經 驗法則，全球PV 產量每增加一倍，太陽光電發電成本約下降 18%，如圖 52。故廠商如 何能在擴展產能以創造出成本優勢的情況下，還能維持住良好的品質與轉換效率，以提 高需求端轉換成本的方式來強化進入障礙，將是致勝的關鍵。

0 2 4 6 8

美元/瓦

發電成本 6.4 6 5.76 5.54 5.2 4.88 4.68 4.5 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

圖 52：PV 系統成本下降趨勢圖 資料來源：Clean Energy Trends 2004, Clean Edge

1. 產業技術門檻相對較低，學習曲線短，半導體產業、LED 業者容易跨入 2. 規模經濟效應大，產量越多越能形成成本優勢

3. 政府推廣政策，有助於潛在進入者的投入

4. 上游原料短缺，取得不易，

5. 下游模組廠眾多，行銷管道取得容易 6. 注重廠商關係與品牌，顧客轉換成本高

5.4.5. 購買者的議價能力

太陽電池下游是模組廠與系統廠，雖非終端消費者，但由於產業講求的是長久的穩 定關係，太陽電池廠商須對模組廠負責，模組廠商需要對系統廠商負責，系統廠商須對 消費者負責，太陽光電產業的特色為，產業鏈越往下游方向，參與其中的競爭者越多，

進入門檻也越低，越上游的廠商轉嫁成本或者調高售價的能力越高，故下游消費者議價 力低，但由於現在全球產業處於政府推動與補助的情形，若非上游原料成本壓力過大，

太陽電池廠商不會輕易調整價格，以維護穩定且持久的關係。

1. 下游顧客廠商眾多，集中度低

2. 顧客集中度低，可降低長期營運風險 3. 下游顧客有垂直整合的潛力

4. 顧客注重產品品質是否符合其預期水準

5. 下游顧客將與上游矽晶圓廠聯盟，擠壓中間電池廠商

5.4.6. 協力業者的互補力量

國內太陽電池製程技術及設備產業與能源產業發展息息相關，傳統矽晶圓或薄膜式 太陽電池必須在無塵、真空的環境下進行生產，製造過程相當繁瑣，生產所需之製程設 備因與製程技術整合性高，牽涉到材料、化學、機電整合等多方技術，量產型設備之進 入障礙高，所以國內投入者較少，國產設備自給率低，故目前太陽電池廠商大多仍使用 國外設備。但由於國內人才長期投入半導體產業，受過專業的訓練並有足夠的經驗累 積，切入太陽電池的學習曲線較低。電子電機、化工材料、物理、機械等相關製程領域 人才充沛，為產業發展帶來很大的助益。在下游模組驗證的部份，我國本來欠缺模組驗 證機制，以致於模組與系統都需要將產品送往國外驗證，成本與時間耗費大。

為提昇台灣太陽光電模組自我檢測驗證技術，工研院太陽光電科技中心與德國萊因 技術監護顧問公司(TUV)於 2006 年 3 月中旬正式舉行簽約儀式，雙方將共同合作成立國 內首座獲國際認證之「太陽光電模組檢測實驗室」，預期可為廠商爭取更多時間與商機，

搶進全球太陽光電市場大餅。成立檢測實驗室最顯著的成效在於可大幅降低太陽光電產 品的認證成本，驗證的費用與認證所耗費的時間未來將可縮減至原來的一半，預期將能 有效協助國內業者改善製程並加速取得產品認證，對搶攻全球太陽光電產業的龐大商機 將有極大助益。

1. 製程設備仰賴國外設備廠商 2. 國內相關耗材仍極度仰賴進口

3. 工研院與國外驗證公司共同成立驗證實驗室